【導(dǎo)讀】變壓器(Transformer)是利用電磁感應(yīng)的原理來(lái)改變交流電壓的裝置，變壓器中最主要的部件是鐵芯和繞組，它的主要功能有：電壓變換、電流變換、阻抗變換、隔離、穩(wěn)壓(磁飽和變壓器)等。以下將詳細(xì)介紹變壓器的分類(lèi)、結(jié)構(gòu)及技術(shù)參數(shù)。
變壓器的分類(lèi)
變壓器的種類(lèi)很多，可按其用途、結(jié)構(gòu)、相數(shù)、冷卻方式等不同來(lái)進(jìn)行分類(lèi)。
1、按用途分類(lèi)：有電力變壓器、特種變壓器（電爐變、整流變、工頻試驗(yàn)變壓器、調(diào)壓器、礦用變、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、沖擊變壓器、儀用變壓器、電子變壓器、電抗器、互感器等）。
2、按結(jié)構(gòu)分類(lèi)：有雙繞組變壓器、三繞組變壓器、多繞組變壓器、自耦變壓器。
3、按冷卻方式分類(lèi)：有油浸式變壓器、干式變壓器。
4、按冷卻方式分類(lèi)：有自然冷式、風(fēng)冷式、水冷式、強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)（水）冷方式、及水內(nèi)冷式等。
5、按鐵芯或線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)分類(lèi)：芯式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、殼式變壓器（插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯）、環(huán)型變壓器、金屬箔變壓器、輻射式變壓器等。
6、按電源相數(shù)分類(lèi)：?jiǎn)蜗嘧儔浩鳌⑷嘧儔浩鳌⒍嘞嘧儔浩鳌?/div>
7、按導(dǎo)電材質(zhì)分類(lèi)：有銅線(xiàn)變壓器、鋁線(xiàn)變壓器及半銅半鋁、超導(dǎo)等變壓器。
8、按調(diào)壓方式分類(lèi)：可分為無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓變壓器、有載調(diào)壓變壓器。
9、按中性點(diǎn)絕緣水平分類(lèi)：有全絕緣變壓器、半絕緣（分級(jí)絕緣）變壓器。
變壓器的結(jié)構(gòu)
鐵芯和繞組是變壓器中最主要的部件，構(gòu)成了變壓器的器身。主要介紹三相油浸式電力變壓器和環(huán)氧樹(shù)脂澆注絕緣的三相干式電力變壓器的結(jié)構(gòu)。
1、三相油浸式電力變壓器，如下圖所示：
1-銘牌；2-信號(hào)式溫度計(jì)；3-吸濕器；4-油標(biāo)；5-儲(chǔ)油柜；6-安全氣道；7-氣體繼電器；8-高壓套管；9-低壓套管；10-分接開(kāi)關(guān)；11-油箱；12-放油閥門(mén)；13-器身；14-接地板；15-小車(chē)；16壓力釋放閥（補(bǔ)充：圖左上側(cè)）
（1） 銘牌：在技術(shù)參數(shù)中具體講。
（2） 信號(hào)式溫度計(jì)：熱保護(hù)裝置，監(jiān)測(cè)油和繞組的溫度，變壓器的壽命取決于它的運(yùn)行溫度。
（3） 吸濕器：吸濕器又名呼吸器，常用吸濕器為吊式吸濕器結(jié)構(gòu)。吸濕器內(nèi)裝有吸附劑硅膠，油枕內(nèi)的絕緣油通過(guò)吸濕器與大氣連通，內(nèi)部吸附劑吸收空氣中的水分和雜質(zhì)，以保持絕緣油的良好性能。為了顯示硅膠受潮情況，一般采用變色硅膠。變色硅膠原理是利用二氯化鈷（CoCL2）所含結(jié)晶水?dāng)?shù)量不同而有幾種不同顏色做成，二氯化鈷含六個(gè)分子結(jié)晶水時(shí)，呈粉紅色；含有兩個(gè)分子結(jié)晶水時(shí)呈紫紅色；不含結(jié)晶水時(shí)呈藍(lán)色。呼吸器的作用是提供變壓器在溫度變化時(shí)內(nèi)部氣體出入的通道，解除正常運(yùn)行中因溫度變化產(chǎn)生對(duì)油箱的壓力。呼吸器內(nèi)硅膠的作用是在變壓器溫度下降時(shí)對(duì)吸進(jìn)的氣體去潮氣。油封杯的作用是延長(zhǎng)硅膠的使用壽命，把硅膠與大氣隔離開(kāi)，只有進(jìn)入變壓器內(nèi)的空氣才通過(guò)硅膠。
（4） 油標(biāo)：可以觀察油面的高低，油面以一半高為好。
（5） 儲(chǔ)油柜：當(dāng)變壓器油的體積隨著油的溫度膨脹或減小時(shí)，油枕起著調(diào)節(jié)油量，保證變壓器油箱內(nèi)經(jīng)常充滿(mǎn)油的作用。如沒(méi)有油枕，油箱內(nèi)的油面波動(dòng)就會(huì)帶來(lái)一下不利因素：一是油面降低時(shí)露出鐵芯和線(xiàn)圈部分會(huì)影響散熱和絕緣；二是隨著油面波動(dòng)空氣從箱蓋縫里排出和吸進(jìn)，而由于上層油溫很高，使油很快地氧化和受潮。油枕的油面比油箱的油面要小，這樣，可以減少油和空氣的接觸面，防止油被過(guò)速地氧化和受潮。三是油枕的油在平時(shí)幾乎不參加油箱內(nèi)的循環(huán)，它的溫度要比油箱內(nèi)的上層油溫的低的多，油的氧化過(guò)程也慢的多，因此有了油枕，可以防止油的過(guò)速氧化。
（6） 安全氣道：防爆管又名安全氣道，裝在油箱的上蓋上，由一個(gè)喇叭形管子與大氣相通，管口用薄膜玻璃板或酚醛紙板封住。為防止正常情況下防爆管內(nèi)油面升高使管內(nèi)氣壓上升而造成防爆薄膜松動(dòng)或破損及引起氣體繼電器誤動(dòng)作，在防爆管與儲(chǔ)油柜之間連接一小管，已使兩處壓力相等。防爆管的作用使當(dāng)變壓器內(nèi)部發(fā)生故障時(shí)，將油里分解出來(lái)的氣體及時(shí)排出，以防止變壓器內(nèi)部壓力驟然增高而引起油箱爆炸或變形。容量為800KVA以上的油浸式變壓器均裝有防爆管，且其保護(hù)膜的爆破壓力應(yīng)低于50662.5Pa。
（7） 氣體繼電器：當(dāng)變壓器發(fā)生故障時(shí)，器身就會(huì)過(guò)熱，使油分解產(chǎn)生氣體。如果產(chǎn)生少量氣體就會(huì)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，如果產(chǎn)生大量氣體就會(huì)接通跳閘回路，切斷電源。
（8） 高壓套管：絕緣套管是油浸式電力變壓器箱外的主要絕緣裝置，變壓器繞組的引出線(xiàn)必須穿過(guò)絕緣套管，使引出線(xiàn)之間及引出線(xiàn)與變壓器外殼之間絕緣，同時(shí)起到固定引出線(xiàn)的作用。
（9） 低壓套管：絕緣套管是油浸式電力變壓器箱外的主要絕緣裝置，變壓器繞組的引出線(xiàn)必須穿過(guò)絕緣套管，使引出線(xiàn)之間及引出線(xiàn)與變壓器外殼之間絕緣，同時(shí)起到固定引出線(xiàn)的作用。
（10） 分接開(kāi)關(guān)：變壓器的輸出電壓可能因負(fù)載和一次側(cè)電壓的變化而變化，可通過(guò)分接開(kāi)關(guān)來(lái)控制輸出電壓允許范圍內(nèi)變動(dòng)，分接開(kāi)關(guān)一般裝在一次側(cè)（高壓側(cè)），通過(guò)改變一次側(cè)調(diào)節(jié)輸出電壓；變壓器調(diào)壓是在變壓器的某一繞組上設(shè)置分接頭，當(dāng)變換分接頭時(shí)就減少或增加了一部分線(xiàn)匝，使帶有分接頭的變壓器繞組的匝數(shù)減少或增加，其他繞組的匝數(shù)沒(méi)有改變，從而改變了變壓器繞組的匝數(shù)比。繞組的匝數(shù)比改變了，電壓比也相應(yīng)改變，輸出電壓就改變，這樣就達(dá)到了調(diào)整電壓的目的。在一般情況下是在高壓繞組上抽出適當(dāng)?shù)姆纸宇^，因?yàn)楦邏豪@組常套在外面，引出分接頭方便；另外高壓側(cè)電流小，引出的分接引線(xiàn)和分接開(kāi)關(guān)的載流部分截面積小，開(kāi)關(guān)接觸部分也容易解決。調(diào)壓方式有無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種。無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓時(shí)，不是變壓器二次不帶負(fù)載，而是把變壓器各側(cè)都與電網(wǎng)斷開(kāi)，在變壓器無(wú)勵(lì)磁情況下變換繞組的分接頭；有載調(diào)壓時(shí)，變壓器時(shí)在不中斷負(fù)載的情況下進(jìn)行變換繞組的分接頭。
（11） 油箱：油箱里裝滿(mǎn)了變壓器油，首先保護(hù)鐵芯和繞組不受潮，又起著絕緣和散熱的作用。
（12） 放油閥門(mén)：顧名思義就是用來(lái)放出變壓器油的一個(gè)閥門(mén)。
（13） 器身：鐵芯和繞組。鐵芯：鐵芯在電力變壓器中是重要的組成部件之一。它由高導(dǎo)磁的硅鋼片疊積和鋼夾件夾緊而成，鐵心具有兩個(gè)方面的功能。在原理上，鐵心是構(gòu)成變壓器的磁路。它把一次電路的電能轉(zhuǎn)化為磁能，又把該磁能轉(zhuǎn)化為二次電路的電能，因此，鐵心是能量傳遞的媒介體。在結(jié)構(gòu)上，它是構(gòu)成變壓器的骨架。在它的鐵心柱上套上帶有絕緣的線(xiàn)圈，并且牢固地對(duì)它們支撐和壓緊；繞組：繞組是變壓器最基本的組成部分，它與鐵心合稱(chēng)電力變壓器本體，是建立磁場(chǎng)和傳輸電能的電路部分。它是由銅或鋁絕緣導(dǎo)線(xiàn)繞制而成。一次繞組輸入電能，二次繞組輸出電能。兩個(gè)繞組中電壓較高的叫高壓繞組，電壓較低的叫低壓繞組。不同容量、不同電壓等級(jí)的電力變壓器，繞組形式也不一樣。一般電力變壓器中常采用同心式和交疊式兩種結(jié)構(gòu)形式。
（14） 接地板：用作變壓器外殼接地的。
（15） 小車(chē)：方便搬運(yùn)。
（16） 壓力釋放閥:變壓器內(nèi)部發(fā)生故障產(chǎn)生氣體，內(nèi)部壓力超過(guò)50KPa，油和氣體會(huì)頂開(kāi)膜盤(pán)釋放壓力，起保護(hù)作用。
2、環(huán)氧樹(shù)脂澆注絕緣的三相干式電力變壓器：
變壓器的技術(shù)參數(shù)
變壓器在規(guī)定的使用環(huán)境和運(yùn)行條件下，主要技術(shù)數(shù)據(jù)一般都都標(biāo)注在變壓器的銘牌上。主要包括：型號(hào)、額定容量、額定電壓及其分接、額定電流、額定頻率、繞組聯(lián)結(jié)組以及額定性能數(shù)據(jù)（阻抗電壓、空載電流、空載損耗和負(fù)載損耗）和總重。
（1） 型號(hào)：如下圖所示
電力變壓器銘牌
如：SFPZ9-120000/110
指的是三相（雙繞組變壓器省略繞組數(shù)，如果是三繞則前面還有個(gè)S）雙繞組強(qiáng)迫油循環(huán)風(fēng)冷有載調(diào)壓。設(shè)計(jì)序號(hào)為9，容量為120000KVA，高壓側(cè)額定電壓為110KV的變壓器。
（2） 額定容量（kVA）：額定電壓.額定電流下連續(xù)運(yùn)行時(shí),能輸送的容量。
（3） 額定電壓（kV）：變壓器長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行時(shí)所能承受的工作電壓.為適應(yīng)電網(wǎng)電壓變化的需要,變壓器高壓側(cè)都有分接抽頭,通過(guò)調(diào)整高壓繞組匝數(shù)來(lái)調(diào)節(jié)低壓側(cè)輸出電壓。
（4） 額定電流(A):變壓器在額定容量下,允許長(zhǎng)期通過(guò)的電流。
（5） 空載損耗（kW）: 當(dāng)以額定頻率的額定電壓施加在一個(gè)繞組的端子上，其余繞組開(kāi)路時(shí)所吸取的有功功率。與鐵心硅鋼片性能及制造工藝、和施加的電壓有關(guān)。
（6） 空載電流（%）: 當(dāng)變壓器在額定電壓下二次側(cè)空載時(shí),一次繞組中通過(guò)的電流.一般以額定電流的百分?jǐn)?shù)表示。
（7） 負(fù)載損耗（kW）: 把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組額定分接位置上通入額定電流,此時(shí)變壓器所消耗的功率。
（8） 阻抗電壓（%）：把變壓器的二次繞組短路,在一次繞組慢慢升高電壓,當(dāng)二次繞組的短路電流等于額定值時(shí),此時(shí)一次側(cè)所施加的電壓.一般以額定電壓的百分?jǐn)?shù)表示。
（9） 相數(shù)和頻率：三相開(kāi)頭以S表示，單相開(kāi)頭以D表示。中國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)頻率f為50Hz。國(guó)外有60Hz的國(guó)家（如美國(guó)）。
（10） 溫升與冷卻：變壓器繞組或上層油溫與變壓器周?chē)h(huán)境的溫度之差,稱(chēng)為繞組或上層油面的溫升.油浸式變壓器繞組溫升限值為65K、油面溫升為55K。冷卻方式也有多種：油浸自冷、強(qiáng)迫風(fēng)冷，水冷，管式、片式等。
（11） 絕緣水平：有絕緣等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。絕緣水平的表示方法舉例如下：高壓額定電壓為35kV級(jí)，低壓額定電壓為10kV級(jí)的變壓器絕緣水平表示為 LI200AC85/LI75AC35，其中LI200表示該變壓器高壓雷電沖擊耐受電壓為200kV，工頻耐受電壓為85kV，低壓雷電沖擊耐受電壓為75kV，工頻耐受電壓為35kV。
（12） 聯(lián)結(jié)組標(biāo)號(hào)：根據(jù)變壓器一.二次繞組的相位關(guān)系,把變壓器繞組連接成各種不同的組合,稱(chēng)為繞組的聯(lián)結(jié)組。為了區(qū)別不同的聯(lián)結(jié)組,常采用時(shí)鐘表示法,即把高壓側(cè)線(xiàn)電壓的相量作為時(shí)鐘的長(zhǎng)針,固定在12上,低壓側(cè)線(xiàn)電壓的相量作為時(shí)鐘的短針,看短針指在哪一個(gè)數(shù)字上,就作為該聯(lián)結(jié)組的標(biāo)號(hào).如Dyn11表示一次繞組是（三角形）聯(lián)結(jié)，二次繞組是帶有中心點(diǎn)的（星形）聯(lián)結(jié)，組號(hào)為(11)點(diǎn)。
